JP2010246907A - 中心点軌跡を図表化するためのシステムおよび方法 - Google Patents
中心点軌跡を図表化するためのシステムおよび方法 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】体腔壁運動の評価を、観察者ベースの評価にバラツキが発生するのを減らしながら、効率的に定量的に行う方法を提供する
【解決手段】体腔の中心点４２軌跡を図表化するための方法。マスクされない部分４０をそれぞれが含む第１の複数の画像３６を取得し、複数の画像のそれぞれにおけるマスクされた部分の中心点４２の位置を特定し、互いに対する中心点４２の位置の差異に基づいて図表をプロットし、図表をディスプレイ上に表示する。
【選択図】図３
【解決手段】体腔の中心点４２軌跡を図表化するための方法。マスクされない部分４０をそれぞれが含む第１の複数の画像３６を取得し、複数の画像のそれぞれにおけるマスクされた部分の中心点４２の位置を特定し、互いに対する中心点４２の位置の差異に基づいて図表をプロットし、図表をディスプレイ上に表示する。
【選択図】図３
Description
本発明は、一般に、体腔壁の機能に関し、より詳細には、体腔の中心点軌跡の動きを図表化することに関する。
心室壁の運動を評価することは、心機能の定量的な評価を得ることができるので、心臓病の疑いのある、または知られた心臓病を有する患者において重要である。心室壁運動の評価は、心臓再同期療法など、より積極的な医学療法、および／または介入的療法に対する必要性に関して、臨床的な意志決定を行うために使用される。心室壁運動の非侵襲性の評価は、通常、休息中に、運動中に、または薬理学的ストレス下にあるとき行われ、また心エコー検査法、放射性核種撮像法、磁気共鳴撮像法（ＭＲＩ）、またはコンピュータ断層撮影法（ＣＴ）などの撮像モダリティに基づくことができる。
休息中またはストレス中における壁運動の従来の評価は、左心室容積および心室駆出率（ＥＦ）の大域パラメータを含み、それは、心室容積測定から導かれる。しかし、軽度の心臓病（例えば、わずかな心筋梗塞）を有する患者が、自分の大域パラメータ（すなわち、正常な駆出率）を維持しながら、局所的な壁運動異常だけを示すことはまれではない。局所的な壁運動変化を検出し、定量化することは、早期の疾患検出、疾患進行の監視、および／または治療結果の評価のために重要である。局所的な壁運動の解析はまた、心筋生存可能性のためのドブタミンストレス試験など、誘発性心機能試験のために重要である。
局所的な壁運動評価は、視覚的に行うことができるが、観察者間および観察者内における意見の一致が最適ではないことが多く、読取り者の専門技術と経験に大きく依存している。局所的な壁運動のより定量的な評価は、局所的なサブボリューム駆出率が測定される局所的な駆出率のコンピュータ支援による測定を用いて、あるいは局所的な壁の肥厚を測定することにより決定することができる。心エコー検査法を用いる組織ドップラー、および特殊化したＭＲＩパルスシーケンス（例えば、ＤＥＮＳＥまたは心筋タギング法）など、心筋壁の動きを直接測定する特有の撮像技法が知られている。しかし、これらの心エコー検査およびＭＲＩ撮像技法は、特殊化されたデータセットを取得するために、かつオペレータにより開始される画像の後処理のためにさらなる時間を使用する。これらの定量的方法のあるものは、時間経過に対する変化を追跡し、また心室内または心室間の機械的な同期不全を判定することができる。しかし、多数の利用可能な方法があるにもかかわらず、壁運動の視覚的な評価（すなわち、定性的な方法）が、なお、最も広く使用されているが、その適用は、観察者の経験と専門技術に非常に依存している。上記で述べたものなどの定量的方法は、画像取得や観察者による対話的に長時間かかること、高い専門技術性を要すること、空間解像度および／または時間解像度に対して本質的な高いものを必要とすること、および／または高い撮像データ／処理要件を含むなど、様々な制限と関連している。
MARWICK et al., "The Future of Cardiovascular Imaging in the Diagnosis and Management of Heart Failure, Part 1: Tasks and Tools," Journal of the American Heart Association, Circulation Cardiovascular Imaging, 2008, pp. 58-69, http://circimaging.ahajournals.org/
したがって、体腔壁運動の評価を、観察者ベースの評価にバラツキが発生するのを減らしながら、効率的に定量的に行うことのできる装置および方法を提供することが望まれている。
本発明の一態様によれば、コンピュータプログラムがその上に記憶されたコンピュータ可読記憶媒体は、コンピュータにより実行されたとき、マスクされた部分をそれぞれが含む第１の複数の画像を取得することをコンピュータに実行させる命令を含む。命令はまた、複数の画像のそれぞれにおけるマスクされた部分の中心点の位置を特定すること、および互いに対する中心点の位置における差異に基づいて図表をプロットすることをコンピュータに実行させる。命令は、図表をディスプレイ上に表示することをさらにコンピュータに実行させる。
本発明の他の態様によれば、方法は、マスクされない部分、およびマスクされた部分をそれぞれが含む複数のマスクされた画像を取得するステップを含む。本方法はまた、複数のマスクされた画像のそれぞれにおけるマスクされない部分の図心の位置を特定するステップと、互いに対する図心の位置関係に基づいて図表を生成するステップとを含む。本方法は、生成された図表をディスプレイ上に表示するステップをさらに含む。
本発明のさらに他の態様によれば、コンピュータプログラムがその上に記憶されたコンピュータ可読記憶媒体は、コンピュータにより実行されたとき、マスクされた領域およびマスクされない領域をそれぞれが含む複数の画像を取得することをコンピュータに実行させる命令を含む。命令はまた、複数の画像のそれぞれにおけるマスクされない領域の中心点位置を特定すること、互いに対する中心点位置の変化に基づいて少なくとも１つの図表をプロットすること、および少なくとも１つの図表をユーザに表示することをコンピュータに実行させる。
様々な他の特徴および利点は、以下の詳細な説明および図面から明らかになろう。
図面は、本発明を実施するための現在企図される諸実施形態を示している。
図１は、本発明の実施形態による中心点軌跡を図表化するための技法２を示す。技法２は、体腔の中心点軌跡を定量化するために使用することができる。心臓の様々な心拍位相において、心臓の心室壁運動などの体腔壁運動の複合されたものは、心拍位相全体にわたる心室の中心点の動きに要約することができる。技法２は、時間の経過に対する体腔の中心点を追跡することを含む。この方法では、局所的、ならびに全体的な壁運動異常に対するパターン、角度、および振幅などの定量的な測定値を決定することができる。中心点のパターン、角度および振幅の変化は、運動（例えば、トレッドミルまたはハンドグリップ）中、薬理学的（例えば、ドブタミン、またはアデノシン）ストレス試験中、またはその後の治療的介入（例えば、薬物投与計画（ｒｅｇｉｍｅｎ）または経皮冠動脈介入）における心筋反応を評価するために使用することができる。
図１および２を参照すると、技法２は、ブロック４で、複数の基本画像２６（図２で示される）を取得することを含む。基本画像２６を取得することは、撮像走査を実施すること、およびその撮像走査から画像を再構成することを含むことができ、あるいは前に再構成された記憶されている画像を取得することを含むことができる。記憶された画像を取得することにより、患者を再走査する必要なく患者の中心点軌跡の動きを定量化することが可能になる。本発明の実施形態によれば、基本画像は、任意の撮像モダリティからのものとすることができる。例えば、基本画像は、心エコー検査法画像、放射性核種撮像画像、磁気共鳴画像、コンピュータ断層撮影法画像、Ｘ線画像、または超音波画像を含むことができる。さらに基本画像は、任意のタイプの走査シーケンス、または撮像パラメータ設定に基づくことができる。一実施形態では、複数の基本画像は、連続的または時系列的な一連の画像に順序付けされる。例えば、患者の心臓画像は、心周期全体を通して（例えば、心収縮期および心拡張期を通して）、心室壁運動を順次示すことができる。図２で示すように、画像２６は、時系列で順序付けられ、心周期全体中で取得された２０個の２次元画像を表している。ブロック４における基本画像２６は、画像記憶データベースから取得された、または実時間で取得された２次元画像もしくは３次元画像とすることができる。画像記憶データベースから画像を取得することは、任意の患者画像を、画像が、最近取得されたものであろうと、数週間、数ヶ月、もしくは数年前に取得されたものであろうと使用することが可能になる。
図１を参照すると、ブロック６で、存在する可能性のある何らかのアーティファクトを取り除くために、基本画像２６に対して補正を加えることができる。例えば、基本画像がＭＲ画像である場合、不均一性アーティファクトを補正するために、不均一性の補正を基本画像に行うことができる。他のタイプの補正（例えば、基本画像を生成するために使用された撮像モダリティのタイプに基づくものなど）も適用可能であり、かつ本明細書で企図される。望ましい場合、基本画像に補正を適用しない可能性のあることも企図される。したがって、ブロック６は破線で示されており、本発明の実施形態による技法２から除外することも可能である。
図１および２を参照すると、ブロック８で、基本画像のそれぞれで、関心領域（ＲＯＩ）がマーク付けされる。ＲＯＩは、例えば、図２で示すように、患者の心臓の左心室とすることができる。ＲＯＩのマーキングは、基本画像２６のそれぞれで、ＲＯＩの体腔３０の境界３４の輪郭を描くことを含む。ＲＯＩマーキングは、基本画像中の体腔３０の信号強度値に基づいて接続された部分を用いて、体腔３０に自動的にマーキングすることを含むことができる。それに対してさらに、または代替的に、ユーザは、コンピュータで支援された入力により、各体腔３０を選択することもできる。
図１および３を参照すると、ブロック１０で、（図２で示されるように）基本画像２６のそれぞれに対してマスクが適用される。マスクは、輪郭が描かれた境界３４の外側の基本画像の部分をマスクし、かつ画像を２値のマスク画像３６へと変換するように構成される。図３は、画像２６の輪郭の描かれた境界３４の外側の領域をマスクする、画像３６のマスクされた部分３８を示している。画像３６のマスクされない部分４０は、画像２６の輪郭が描かれた境界３４の内側の領域に相当する。
本発明の実施形態によれば、２値のマスク画像３６のマスクされない部分４０は、ブロック１２で、セグメント化することができる（破線で示される）。ＲＯＩを複数のセグメントへとセグメント化することは、各ＲＯＩ内におけるより詳細な、または限局的（ｆｏｃａｌ）な解析を可能にし、それは、動きのより高い空間解像度のために望ましい可能性がある。
マスクされない部分４０の形状の幾何学的中心である中心点または図心４２が、ブロック１４で、マスクされない部分４０のそれぞれに対して、または２値のマスク画像３６におけるセグメント化された部分のそれぞれに対して決定され、または計算される。本発明の実施形態によれば、２値のマスク画像３６から計算された中心点４２は、中心点を追跡するために使用される。
図１、３、および４を参照すると、ブロック１６で、連続する画像３６間で中心点４２の軌跡が追跡され、プロットされる。中心点の軌跡を追跡することは、各連続する画像３６間における中心点位置の差を測定することを含む。これらの差は、中心点の動きの振幅、および中心点の動きの角度を識別する。中心点軌跡をプロットすることは、中心点軌跡の動きの距離（振幅）および方向（角度）を、極座標表示４４上にプロットすることを含む。図４で示される極座標表示４４は、中心点軌跡データに対する生の、または絶対値を示す絶対的な中心点変位図である。中心点の動きの振幅および角度を図表上にプロットすることは、例えば、心拍位相の心収縮期および心拡張期の両方において、方向により示された壁運動の異常の程度および位置を示している。中心点の動きの振幅および角度を図表上にプロットすることはまた、診断に有用な中心点軌跡のパターンを示している。
図１を参照すると、図表データの後処理は、ブロック１６で作成された絶対的な中心点変位図に基づいて、ブロック１８で、重み付けされた中心点変位図を生成することを含む。一実施形態では、重み付けされた中心点変位図は、基本画像に基づいて局所的な駆出率（ＥＦ）を計算することにより、かつ局所的なＥＦ値で絶対的な中心変位を除算することにより生成される、ＥＦで重み付けされた中心点変位図である。この方法では、び慢性の壁運動異常を有する患者の評価および監視のための定量的ツールを生成することができる。例えば、全体的な心臓疾患を有する患者は、絶対的な中心点変位図上で識別されるわずかな絶対的変位を有する可能性があるが、ＥＦは低いはずである。したがって、駆出率で重み付けられた中心点変位図は、駆出率に関係する問題を評価し、定量化するために使用することができる。
他の実施形態では、重み付けされた中心点変位図は、すべての画像中で（例えば、心周期全体で）、最大半径のＲＯＩと最小半径のＲＯＩの間の差を計算することにより、また計算された差で絶対的な中心位置変位を除算することにより生成される、全体的な心臓運動評価に有用な心室半径変化で重み付けされた中心点変位図である。したがって、患者の評価および監視のためのさらなる定量的ツールが提供される。
図１および４を参照すると、本発明の実施形態では、図表データの後処理はまた、（破線で示される）ブロック２０で、絶対的な、または重み付けされた中心点変位図における中心点の動きのピークまたは最大振幅４６を特定すること、およびその各図と共にピーク振幅４６を表示することを含む。ピーク振幅４６は、最初または第１の中心点と、他の中心点のいずれかとの間の最大の距離差を表す。さらに、ピーク振幅が生ずる画像またはスライスの番号を特定し、表示することができる。さらに、ピークまたは最大の角度を、第１の中心点と他の中心点のいずれかとの間の最大の角度差に基づいて特定し、表示することも企図される。
図４で示すように、１．４７０６のピーク振幅が、図表４４のデータから特定され、表示されているが、ピーク振幅が生じたスライス番号（６）も特定され、表示されている。この場合のピーク振幅の時間点は、心収縮終期の時間点に相当し、振幅と角度だけではなく時間の点で、壁運動の欠陥の程度の尺度として働くことができる。この方法で中心点の動きの最大振幅を特定することは、コンピュータに関連する定量化を可能にし、また視覚的評価により導かれる推測を低減する。
ブロック１８〜２２で生成される、絶対的な、または重み付けされた中心点変位図、およびその関連データは、ブロック２２で、後で使用するために記憶され、またはユーザに対してディスプレイ上で表示することができる。本発明の実施形態によれば、図表の表示は、ＲＯＩ中で中心点の動きとは別の部分をカラーコード化することを含む。例えば、心周期の心収縮期４８（図４で示されており、また図６〜１０でも同様に名前が付されている）中の中心点の動きは、単線形式で、かつ／または赤などの色で表示することができ、また心周期の心拡張期５０（図４で示されており、また図６〜１０でも同様に名前が付されている）中の中心点の動きは、他の線形式で、かつ／または青などの色で表示することができる。この方法では、２つの相における運動異常を切り離すことができる。
振幅および角度の他に、軌跡のパターンもまた有用である。例えば、軌跡の形状またはパターンは、同期不全の評価に使用することができる。すなわち、心収縮期４８と心拡張期５０の間の距離は、同期不全の程度を示している。概して、心収縮軌跡と心拡張軌跡間の距離が広ければ広いほど、同期不全を生ずる心臓運動の可能性が高くなる。
図５は、本発明の実施形態による各ＲＯＩセグメントに対する中心点を示すセグメント化されたＲＯＩの概略図である。図５では、本発明の実施形態による、各ＲＯＩセグメント６０、６２、６４、６６、６８、７０に対する中心点５８を示す、２つの心拍位相５４、５６のセグメント化されたＲＯＩ５２が示されている。ＲＯＩを複数の局所的なセグメント６０〜７０にセグメント化することは、動きのより高い空間解像度が望まれる可能性のある、各ＲＯＩ内におけるより詳細な、または限局的な解析を可能にする。セグメント化されたＲＯＩ５２は、ブロック４〜１６に関して図１において上記で述べたものなどに従って識別され、かつセグメント化することができる。心拍位相５４は、弛緩した状態を示しており、また心室７２に関して一様な厚さを有する状態で示されている心筋７４により囲まれた心室７２を含む。ＲＯＩセグメント６０〜７０は、心室７２全体に分布されている。心拍位相５６では、収縮した状態（すなわち、心収縮終期）が示されている。心拍位相５６は、セグメント化されたＲＯＩ５２が、ＲＯＩセグメント７０の方向にシフトされていることを示す。したがって、異常な壁運動の方向はまた、ＲＯＩセグメント７０の方向である。図５は、セグメント化されたＲＯＩ５２の中に６個のセグメントを示しているが、任意の数のセグメントを使用できることが企図される。局所的な中心点軌跡を比較することにより、ピーク振幅に対する相対的な時間点を、心室同期不全（すなわち、心室壁運動が、もはや時間ドメインで同期していない状態）を判定するために比較することができる。局所的な中心点軌跡を比較することに加えて、左および右心室（または任意の他の心室）の全体的な中心点軌跡を比較して、時間ドメインにおける、ならびにその相対運動における心臓同期不全を決定することもできる。この方法では、時間経過に対する局所的または全体的な中心点軌跡を比較することは、様々な時間点の間における時間経過に対する振幅における変化、時間経過に対する軌跡弧における差、および時間経過に対する軌跡パターンの変化の定量化および評価を可能にすることになる。
異常な壁運動は、異常な壁運動の領域に向けた中心点の絶対的な動きの（例えば、３．０を超える）高い振幅により判定される。図６および７は、本発明の一実施形態による、例示目的の、左心室の前方中隔壁の急性心筋梗塞を有する患者の極座標表示で示された中心点の動きの例である。図７は、線７−７に関する図６の極座標表示のクローズアップを示す。本発明の実施形態によれば、極座標表示に関する角度および振幅を定量化し、示すことができる。一連の角度θ１、θ２、およびθ３、ならびにθ２とθ１の間の差（ΔθＳ＝θ２−θ１）、およびθ３とθ２の間の差（ΔθＤ＝θ３−θ２）が定量化されて表示され、ただし、ΔθＳは心収縮の収縮中（すなわち、心収縮期）における軌跡の角度、またΔθＤは左心室の心拡張の弛緩中（すなわち、心拡張期）における軌跡の角度である。最小の心室容積である心収縮期４８の終わりの後、点Ａの振幅ρは５．７４７ｍｍである。振幅ρが点Ｂでピークに達したとき、それは拡張期５０に入る。心収縮期４８および心拡張期５０の形状は、全体の心室容積が最小に達する（すなわち、心収縮終期）にもかかわらず、中心点の振幅が増加しているので、壁運動は同期されていないことを示している。弧の幅、ΔθＳ、ΔθＤ、およびΔθＳ＋ΔθＤ＝３７．３５７°はまた、運動がどのように同期不全を生じているかの指標である。中心点軌跡の角度および振幅は、時間経過に対する左心室の復元および機能的な回復を追うのに使用することができる。図６および７で示すように、時間経過に対する中心点の動きに対応するピーク振幅、軌跡方向、軌跡パターン、および軌跡の時間的な弧は、本発明の諸実施形態に従って定量化することができる。
図８〜１０は、本発明の実施形態による極座標表示を定量化した例を示している。図表７６、７８、および８０は、それぞれ、絶対的な（または生の）、ＥＦで重み付けされた、かつ心室半径の変化で重み付けされた、健康な左心室の変位中心点図を示している。図表８２、８４、および８６は、それぞれ、絶対的な（または生の）、ＥＦで重み付けされた、かつ心室半径の変化で重み付けされた、中隔壁における運動低下を有する左心室の変位中心点図を示す。図表８８、９０、９２は、それぞれ、絶対的な（または生の）、ＥＦで重み付けされた、かつ心室半径の変化で重み付けされた、全体的な運動低下を有する左心室の変位中心点図を示す。絶対的な中心点図７６は、中心点軌跡の低い振幅の動きを表示している。ＥＦで重み付けされた図表７８、および半径変化で重み付けされた図表８０に関しては、健康な左心室に対する各中心点軌跡の低いまたはわずかな振幅の動きが示されている。図表８２〜８６では、振幅の動きは、図表７６〜８０で示されたものよりも実質的に大きい。上記で述べたように、図表８８〜９２は、全体的な運動低下を有する左心室の図表を示す。絶対的な変位図８８では、振幅の動きは３．０に満たないが、ＥＦ図表９０、および心室半径で重み付けされた図表９２は、パターン、角度、および振幅で測定することのできる中心点の実質的な偏倚のあることを示している。したがって、ＥＦおよび半径変化で重み付けされた図表は、絶対的な図表の情報に加えて、局所的および全体的な壁運動の異常の両方を診断するためのさらなる情報を提供することが理解できる。
図１１は、ウェルチの２標本ｔ検定を用いた患者データのプロットを示す。軽度から重度の全体的運動低下を有する患者に対する患者データ９４の第１のグループが、健康な被験者に対する患者データ９６の第２のグループと共に示されている。第１のプロット９８は、本発明の実施形態に従って定量化された絶対的な振幅に関係するデータを示す。図示のように、健康な被験者に対する患者データ８８はすべて、５未満の振幅を有する。しかし、運動低下を有する患者に対する患者データ８６は、５．０未満の振幅も含む混合された振幅を有する。したがって、絶対的な振幅の中心点軌跡にだけ基づいて診断閾値を設定することは、健康な被験者を、軽度から重度の全体的な運動低下を有するすべての患者から分離することはできない。
第２のプロット１００および第３のプロット１０２は、それぞれ、本発明の実施形態に従って定量化された、ＥＦで重み付けされた振幅、および心室半径の変化で重み付けされた振幅に関係するデータを示している。プロット１００、１０２における健康な被験者に対するデータ８８は、それぞれ、例えば、１０．０および０．５などで、被験者に対するデータ８６から分離されて示されている。というのは、ＥＦで重み付けされたプロット１００および心室半径変化で重み付けされたプロット１０２は、壁運動の異常を有する患者の診断における正確さを改善することができるためである。
図１２は、本発明の実施形態による右心室ＲＯＩの２値マスク画像を示す。図１２では、患者の心臓の２値マスク画像１０６における右心室ＲＯＩに対して計算された中心点１０４が示されている。他の心臓心室（例えば、右心室（図１２で示される）、左心房、右心房）に対する画像の中心点を追跡するために、上記で述べた技法を使用することができる。上記で述べた技法はまた、撮像被験者の食道または胃などの他の中空心室のＲＯＩに対する中心点を追跡するために使用することもできる。さらに、ＲＯＩは、医療用、または非医療用の設定における撮像被験者またはオブジェクトの任意の空洞のものでありうることも企図される。さらに、所望のＲＯＩ腔は、図１２で示すように不規則な形状を有することができる。
上記で述べるように、所望のＲＯＩを有する基本画像は、任意のタイプの走査シーケンス、または撮像パラメータ設定に基づく、心エコー検査法画像、放射性核種撮像画像、磁気共鳴画像、コンピュータ断層撮影法画像、Ｘ線画像、または超音波画像を含む、任意のタイプのモダリティから選択された画像を含むことができる。壁運動の異常の診断は、１つのモダリティからの体腔壁運動異常の定量化を、異なるモダリティからの体腔壁運動異常の定量化と比較することを含みうることが企図される。さらに、中心点測定が定量的であるので、異なる患者間の壁運動の直接比較もまた企図される。
図１３は、一例として、本発明の実施形態を組み込む、例示的なシステム１０８の概略的なブロック図である。システム１０８は、例えば、撮像システム１１２から受け取った画像を記憶するように構成された画像ストレージまたはデータベース１１０を含む。本発明の実施形態によれば、撮像システム１１２は、磁気共鳴撮像、コンピュータ断層撮影法撮像、Ｘ線撮像、超音波撮像などを含む任意のタイプのモダリティにより、オブジェクトを撮像できるシステムである。さらに、撮像システム１１２により生成され、かつ画像データベース１１０中に記憶された画像は、任意のタイプの走査シーケンスまたは撮像パラメータ設定に基づくことができる。
図１に関して上記で述べた技法２などの本発明の諸実施形態に基づいて、コンピュータまたはプロセッサ１１４がプログラムされる。ユーザインターフェース１１６は、コンピュータ／プロセッサ１１４に、例えば、どの画像をデータベース１１０から取得すべきかに関する命令、および上記で述べたＲＯＩ腔の選択に関する命令などのユーザ命令を受け取ることを可能にする。コンピュータ／プロセッサ１１４に結合されるディスプレイ１１８は、コンピュータ／プロセッサ１１４を介して画像から生成された任意の極座標表示を視覚的に描画する。さらに、コンピュータ／プロセッサ１１４は、様々な時間点間における時間経過に対する振幅の局所的または全体的な中心点軌跡変化、時間経過に対する軌跡弧の差、および時間経過に対する軌跡パターンにおける変化を定量化し、比較し、かつ表示するようにプログラムすることができる。
本発明の諸実施形態は、任意の複数の撮像モダリティから画像を取得することを含むが、図１４は、一例として、本発明の実施形態を組み込む、磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）システム１２０の主要なコンポーネントを示す。システム１２０の動作は、キーボードまたは他の入力装置１２４、制御パネル１２６、および表示画面１２８を含むオペレータコンソール１２２から制御される。コンソール１２２は、画像の作成、および表示画面１２８上への画像の表示をオペレータが制御できるようにする別個のコンピュータシステム１３２とリンク１３０を介して通信する。コンピュータシステム１３２は、バックプレーン１３４を介して、互いに通信するいくつかのモジュールを含む。これらは、画像プロセッサモジュール１３６と、ＣＰＵモジュール１３８と、画像データアレイを記憶するためのフレームバッファを含むことのできるメモリモジュール１４０とを含む。コンピュータシステム１３２は、高速シリアルリンク１４４を介して、別個のシステム制御１４２と通信する。入力装置１２４は、マウス、ジョイスティック、キーボード、トラックボール、触れると活動化される画面、ライトワンド（ｌｉｇｈｔ ｗａｎｄ）、音声制御、または任意の同様な、または等価な入力装置を含むことができ、また対話的な幾何学的指示のために使用することができる。
システム制御１４２は、バックプレーン１４６により共に接続された１組のモジュールを含む。それらは、ＣＰＵモジュール１４８と、シリアルリンク１５２を介してオペレータコンソール１２２に接続されるパルス発生器モジュール１５０とを含む。システム制御１４２が、実施すべき走査シーケンスを指示するために、コマンドをオペレータから受け取るのはリンク１５２を介してである。パルス発生器モジュール１５０は、所望の走査シーケンスを実行するように、システムコンポーネントを動作させ、生成されるＲＦパルスのタイミング、強度、および形状と、データ取得ウィンドウのタイミングおよび長さとを指示するデータを生成する。パルス発生器モジュール１５０は、１組の勾配増幅器１５４に接続されて、走査中に生成される勾配パルスのタイミングおよび形状を指示する。パルス発生器モジュール１５０はまた、患者に取り付けられた電極からのＥＣＧ信号など患者に接続された、いくつかの異なるセンサからの信号を受け取る生理学的取得制御装置１５６から、患者データを受け取ることができる。最後に、パルス発生器モジュール１５０は、患者および磁気システムの状態と関連する様々なセンサからの信号を受け取るスキャンルームインターフェース回路１５８に接続される。患者位置決めシステム１６０が、走査のために患者を所望の位置に移動するためのコマンドを受け取るのもまた、スキャンルームインターフェース回路１５８を介してである。
パルス発生器モジュール１５０により生成される勾配波形は、Ｇｘ、Ｇｙ、およびＧｚ増幅器を有する勾配増幅器システム１５４に加えられる。各勾配増幅器は、全体的に１６２で指定される傾斜磁場コイルアセンブリ中で、対応する物理的な傾斜磁場コイルを励起して、取得された信号を空間的に符号化するために使用される磁場勾配を生成する。傾斜磁場コイルアセンブリ１６２は、分極磁石１６６および全身ＲＦコイル１６８を含む共鳴アセンブリ１６４の一部を形成する。システム制御１４２における送受信器モジュール１７０は、ＲＦ増幅器１７２により増幅され、また送信／受信スイッチ１７４によりＲＦコイル１６８に結合されるパルスを生成する。患者の励起された核から放出され、得られた信号は、同じＲＦコイル１６８により感知することができ、送信／受信スイッチ１７４を介して、前置増幅器１７６に結合されうる。増幅されたＭＲ信号は、送受信器１７０の受信側セクションで復調され、フィルタされ、デジタル化される。送信／受信スイッチ１７４は、送信モード中はＲＦ増幅器１７２をコイル１６８に電気的に接続し、また受信モード中は前置増幅器１７６をコイル１６８に接続するように、パルス発生器モジュール１５０からの信号により制御される。送信／受信スイッチ１７４はまた、別個のＲＦコイル（例えば、表面コイル）を、送信または受信モードで使用可能にすることもできる。
ＲＦコイル１６８から収集されたＭＲ信号は、送受信器モジュール１７０によりデジタル化され、システム制御１４２中のメモリモジュール１７８に転送される。走査は、生のｋ空間データのアレイが、メモリモジュール１７８中に取得されたときに完了する。この生のｋ空間データは、再構成される画像ごとに別個のｋ空間データアレイへと再配置され、そのそれぞれは、データを画像データのアレイへとフーリエ変換するために演算するアレイプロセッサ１８０に入力される。この画像データは、シリアルリンク１４４を介してコンピュータシステム１３２に送られ、そこで、メモリに記憶される。オペレータコンソール１２２から受け取ったコマンドに応じて、この画像データは、長期ストレージに保管することができ、あるいは画像プロセッサ１３６によりさらに処理され、オペレータコンソール１２２に送られ、ディスプレイ１２８上に提示することができる。
コンピュータシステム１３２は、本発明の実施形態により上記で述べたように、中心点軌跡の動きの図表を定量化し、かつ表示するようにプログラムされる。コンピュータシステム１３２は、履歴走査の中から記憶された画像を取得することができるが、あるいは走査中に画像を取得し、その後に続いて、本発明の実施形態により上記で述べたように、中心点軌跡の定量化、および図表の生成と表示を行うことができる。
開示された方法および装置に関する技術的な貢献は、体腔の中心点軌跡の動きのコンピュータで実施される図表化を提供することである。
したがって、本発明の実施形態によれば、コンピュータプログラムがその上に記憶されたコンピュータ可読記憶媒体は、コンピュータにより実行されたとき、マスクされた部分をそれぞれが含む第１の複数の画像を取得することをコンピュータに実行させる命令を含む。命令はまた、複数の画像のそれぞれにおけるマスクされた部分の中心点の位置を特定すること、および互いに対する中心点の位置における差異に基づいて図表をプロットすることをコンピュータに実行させる。命令は、図表をディスプレイ上に表示することをさらにコンピュータに実行させる。
本発明の他の実施形態によれば、方法は、マスクされない部分およびマスクされた部分をそれぞれが含む複数のマスクされた画像を取得するステップを含む。方法はまた、複数のマスクされた画像のそれぞれにおけるマスクされない部分の図心の位置を特定するステップと、互いに対する図心の位置関係に基づいて図表を生成するステップとをさらに含む。本方法は、生成された図表をディスプレイ上に表示するステップをさらに含む。
本発明のさらに他の実施形態によれば、コンピュータプログラムがその上に記憶されたコンピュータ可読記憶媒体は、コンピュータにより実行されたとき、マスクされた領域およびマスクされない領域をそれぞれが含む複数の画像を取得することをコンピュータに実行させる命令を含む。命令はまた、複数の画像のそれぞれにおけるマスクされない領域の中心位置を特定すること、互いに対する中心点位置の変化に基づいて少なくとも１つの図表をプロットすること、および少なくとも１つの図表をユーザに表示することをコンピュータに実行させる。
この記載された説明は、最良のモードを含めて本発明を開示するために、また何らかの装置またはシステムを製作し使用し、かつ何らかの組み込まれた方法を実施することを含めて、当業者が本発明を実行することを可能にするために、諸例を使用している。本発明の特許性のある範囲は、特許請求の範囲により定義されるが、当業者が想到する他の諸例を含むこともできる。このような他の例は、それらが、特許請求の範囲の文言と異ならない構成要素を有する場合、または特許請求の範囲の文言とは非本質的な差を有する均等な構成要素を含む場合、特許請求の範囲に含まれることが意図される。
２６ 画像
２８ 体腔領域部分
３０ 体腔
３２ 境界
３４ 拡大されたＲＯＩ選択
３６ ２値マスク画像
３８ マスクされた部分
４０ マスクされない部分
４２ 中心点
４４ 極座標表示
４６ ピーク振幅
４８ 心収縮期中の動き
５０ 心拡張期中の動き
５２ セグメント化されたＲＯＩ
５４ 心拍位相
５６ 心拍位相
５８ 中心点
６０ ＲＯＩセグメント
６２ ＲＯＩセグメント
６４ ＲＯＩセグメント
６６ ＲＯＩセグメント
６８ ＲＯＩセグメント
７０ ＲＯＩセグメント
７２ 心室
７４ 心筋
７６ 図表
７８ 図表
８０ 図表
８２ 図表
８４ 図表
８６ 図表
８８ 図表
９０ 図表
９２ 図表
９４ 患者のグループ
９６ 患者の第２のグループ
９８ 第１のプロット
１００ 第２のプロット
１０２ 第３のプロット
１０４ 中心点
１０６ ２値マスク画像
１０８ システム
１１０ 画像データベース
１１２ 撮像システム
１１４ プロセッサ
１１６ ユーザインターフェース
１１８ ディスプレイ
１２０ ＭＲＩシステム
１２２ オペレータコンソール
１２４ キーボードまたは他の入力装置
１２６ 制御パネル
１２８ 表示画面
１３０ リンク
１３２ コンピュータシステム
１３４ バックプレーン
１３６ 画像プロセッサモジュール
１３８ ＣＰＵモジュール
１４０ メモリモジュール
１４２ システム制御
１４４ 高速シリアルリンク
１４６ バックプレーン
１４８ ＣＰＵモジュール
１５０ パルス発生器モジュール
１５２ シリアルリンク
１５４ 勾配増幅器
１５６ 生理学的取得制御装置
１５８ スキャンルームインターフェース回路
１６０ 患者位置決めシステム
１６２ 傾斜磁場コイルアセンブリ
１６４ 共鳴アセンブリ
１６６ 分極磁石
１６８ 全身ＲＦコイル
１７０ 送受信器モジュール
１７２ ＲＦ増幅器
１７４ 送信／受信スイッチ
１７６ 前置増幅器
１７８ メモリモジュール
１８０ アレイプロセッサ
２８ 体腔領域部分
３０ 体腔
３２ 境界
３４ 拡大されたＲＯＩ選択
３６ ２値マスク画像
３８ マスクされた部分
４０ マスクされない部分
４２ 中心点
４４ 極座標表示
４６ ピーク振幅
４８ 心収縮期中の動き
５０ 心拡張期中の動き
５２ セグメント化されたＲＯＩ
５４ 心拍位相
５６ 心拍位相
５８ 中心点
６０ ＲＯＩセグメント
６２ ＲＯＩセグメント
６４ ＲＯＩセグメント
６６ ＲＯＩセグメント
６８ ＲＯＩセグメント
７０ ＲＯＩセグメント
７２ 心室
７４ 心筋
７６ 図表
７８ 図表
８０ 図表
８２ 図表
８４ 図表
８６ 図表
８８ 図表
９０ 図表
９２ 図表
９４ 患者のグループ
９６ 患者の第２のグループ
９８ 第１のプロット
１００ 第２のプロット
１０２ 第３のプロット
１０４ 中心点
１０６ ２値マスク画像
１０８ システム
１１０ 画像データベース
１１２ 撮像システム
１１４ プロセッサ
１１６ ユーザインターフェース
１１８ ディスプレイ
１２０ ＭＲＩシステム
１２２ オペレータコンソール
１２４ キーボードまたは他の入力装置
１２６ 制御パネル
１２８ 表示画面
１３０ リンク
１３２ コンピュータシステム
１３４ バックプレーン
１３６ 画像プロセッサモジュール
１３８ ＣＰＵモジュール
１４０ メモリモジュール
１４２ システム制御
１４４ 高速シリアルリンク
１４６ バックプレーン
１４８ ＣＰＵモジュール
１５０ パルス発生器モジュール
１５２ シリアルリンク
１５４ 勾配増幅器
１５６ 生理学的取得制御装置
１５８ スキャンルームインターフェース回路
１６０ 患者位置決めシステム
１６２ 傾斜磁場コイルアセンブリ
１６４ 共鳴アセンブリ
１６６ 分極磁石
１６８ 全身ＲＦコイル
１７０ 送受信器モジュール
１７２ ＲＦ増幅器
１７４ 送信／受信スイッチ
１７６ 前置増幅器
１７８ メモリモジュール
１８０ アレイプロセッサ
Claims (10)
- コンピュータプログラムが記録されたコンピュータ可読記憶媒体（１０８）であって、コンピュータにより実行されたときに、
マスクされない部分（４０）をそれぞれが含む第１の複数の画像（３６）を取得すること（４）、
前記複数の画像（３６）のそれぞれにおける前記マスクされない部分（４０）の中心点（４２）の位置を特定すること（１４）、
互いに対する前記中心点（４２）の位置における差異に基づいて図表（７６〜９０）をプロットすること（１６）、および
前記図表（７６〜９０）をディスプレイ（１１８）上に表示すること（２２）
を前記コンピュータに実行させる命令を含むコンピュータプログラムのコンピュータ可読記憶媒体（１０８）。 - 撮像スキャナにより取得された第２の複数の画像（２６）を取得すること（４）、
関心領域（ＲＯＩ）（３０）の信号強度値に基づいて、前記第２の複数の画像（２６）の各画像中の前記ＲＯＩ（３０）にマーク付けすること（８）、および
前記マーク付けされたＲＯＩ（３０）の外側の前記第２の複数の画像（２６）の各画像の部分に対して、マスク（３８）を適用すること（１２）
を前記コンピュータに実行させる命令をさらに有する、請求項１記載のコンピュータ可読記憶媒体（１０８）。 - 前記第２の複数の画像（２６）のそれぞれに対して、アーティファクト補正を適用することを前記コンピュータに実行させる命令をさらに有する、請求項２記載のコンピュータ可読記憶媒体（１０８）。
- 前記第２の複数の画像（２６）が、複数の心エコー検査法画像、複数の放射性核種撮像画像、複数の磁気共鳴画像、複数のコンピュータ断層撮影法画像、複数のＸ線画像、および複数の超音波画像のうちの１つである、請求項２記載のコンピュータ可読記憶媒体（１０８）。
- 前記図表をプロットすること（１６）を前記コンピュータに実行させる前記命令が、前記第１の複数の画像（３６）の連続する画像間における前記中心点（４２）の位置の差を、極座標表示上にプロットすること（１６）を前記コンピュータに実行させる、請求項１記載のコンピュータ可読記憶媒体（１０８）。
- 前記差をプロットすること（１６）を前記コンピュータに実行させる前記命令が、前記第１の複数の画像（３６）の連続する画像間における前記中心点（４２）の前記位置の距離および方向をプロットすること（１６）を前記コンピュータに実行させる、請求項５記載のコンピュータ可読記憶媒体（１０８）。
- 前記第１の複数の画像（３６）のうちの１つの画像の中心点（４２）と、前記第１の複数の画像（３６）の任意の他の画像の中心点（４２）との間のピーク距離（２０）差を識別すること、および
前記ピーク距離（２０）差を、前記図表上に表示すること（２２）、
を前記コンピュータに実行させる命令をさらに有する、請求項１記載のコンピュータ可読記憶媒体（１０８）。 - 前記第１の複数の画像（３６）の各画像の前記ＲＯＩ（３０）が、撮像被験者の左心室、右心室、食道、および胃のうちの１つに対応する、請求項１記載のコンピュータ可読記憶媒体（１０８）。
- 前記第１の複数の画像（３６）の各画像の前記マスクされた部分が、不規則な形状を備える、請求項１記載のコンピュータ可読記憶媒体（１０８）。
- 前記図表を、駆出率で重み付けされた中心点（４２）図、および心室半径の変化で重み付けされた中心点（４２）図の一方に変換することを前記コンピュータに実行させる命令をさらに有する、請求項１記載のコンピュータ可読記憶媒体（１０８）。
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Cited By (1)
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